Výpočet a postup merania fázy nulovej slučky

Vzhľadom na širokú škálu elektrických zariadení inštalovaných v silových obvodoch je dôležité naučiť sa, ako správne prevádzkovať napájacie systémy a udržiavať ich v prevádzkovom stave. Porušenie tejto požiadavky vedie k zníženiu výkonu a možnosti poškodenia zariadení k nemu pripojených. Kontrola vodivých vedení zahŕňa organizáciu skúšok, ktoré zahŕňajú meranie distribuovaných elektrických parametrov. Počas pravidelných skúšok sa musia skontrolovať všetky ochranné zariadenia a elektrické vodiče, ako aj tzv. „Fázová nulová slučka“.

Vymedzenie pojmu

Akékoľvek zariadenie pripojené k sieti je vybavené ochranným uzemňovacím obvodom. Toto zariadenie je vybavené vo forme prefabrikovanej kovovej konštrukcie umiestnenej buď vedľa kontrolovaného objektu alebo v transformátorovej stanici. V prípade núdze (ak je napríklad poškodená izolácia vodičov) klesne fázové napätie na uzemnené puzdro a potom prúdi do zeme.

Pre spoľahlivé šírenie nebezpečného potenciálu do pôdy by reťazový odpor nemal prekročiť určitú normu (Ohm jednotky).

Fáza s nulovou fázou sa chápe ako drôtová slučka vytvorená, keď je fázové jadro skratované na vodivý prípad zariadenia pripojeného k sieti. V skutočnosti sa tvorí medzi fázou a uzemneným neutrálnym (nula), čo bolo dôvodom tohto mena. Je potrebné poznať jeho odpor, aby bolo možné monitorovať stav ochranných uzemňovacích obvodov, ktoré zabezpečujú odtok núdzového prúdu do zeme. Stav tohto obvodu určuje bezpečnosť osoby, ktorá používa zariadenie a domáce spotrebiče.

Metóda stanovenia odporu fázovo nulovej slučky

V súlade s požiadavkami PTEEP si prevádzka priemyselných a domácich elektrických zariadení vyžaduje neustále monitorovanie stavu ochranných zariadení. Podľa požiadaviek normatívnej dokumentácie v zariadeniach do 1000 V s uzemneným nulovým vodičom sa kontroluje jednofázový skrat k zemi. Známe skúšobné metódy berú do úvahy predovšetkým technickú základňu reprezentovanú vzorkami špeciálnych meracích prístrojov.

Použité zariadenie

Na meranie fázového nulového reťazca sa používajú elektronické zariadenia, ktoré sa líšia svojimi schopnosťami (najmä metódou odčítania údajov a chybami) a ich účelom. Najbežnejšie príklady meračov zahŕňajú:

• Prístroje M417 a MSC300, ktoré vám umožňujú určiť požadovanú hodnotu, sa na konci meraní vypočítajú skratové prúdy proti zemi na základe výsledkov.
• Zariadenie ECO-200, pomocou ktorého je možné merať iba poruchový prúd.
• Prístroj EKZ-01, používaný na rovnaké účely ako EKO-200.
• Merací prístroj IFN-200.

Prístroj M417 umožňuje meranie v obvodoch 380 V s uzemneným nulovým vodičom bez potreby odpojenia napájacieho napätia. Pri vykonávaní meraní sa metóda jej pádu používa v režime otvorenia riadeného obvodu na dobu 0,3 sekundy. Nevýhody tohto zariadenia zahŕňajú potrebu kalibrovať systém pred začiatkom práce.

MSC300 patrí k novému typu produktu s elektronickou náplňou postavenou na moderných mikroprocesoroch.Pri práci s ňou sa používa metóda potenciálneho poklesu pri pripojení pevného odporu 10 ohmov. Prevádzkové napätie je 180 - 250 V a doba merania regulovaného parametra je 0,03 sekundy. Prístroj je pripojený k testovanej linke v najvzdialenejšom bode, po ktorom je stlačené tlačidlo „Štart“. Výsledky merania sa zobrazujú na digitálnom displeji zabudovanom v zariadení.

Ak nie je k dispozícii jediná vzorka meracieho zariadenia (a ak je to potrebné, aj duplikácia operácií), na praktické stanovenie požadovanej hodnoty sa použije metóda merania pomocou voltmetra a ampéra.

Existujúce techniky merania

Známe techniky zahŕňajú výpočtovú časť prezentovanú vo forme vzorcov. Spoločný výpočtový nástroj umožňuje zistiť celkový odpor slučky pomocou nasledujúceho vzorca:

Zpet = Zп + Zт / 3, kde

• Zп - impedancia vodičov v úseku KZ;
• Zt je rovnaké, ale pre výkonový transformátor rozvodne (zdroj prúdu).

U duralových a medených drôtov je Zpet v priemere 0,6 Ohm / km. Zistený odpor je prúd jednofázovej zemnej poruchy: Iк = Uф / Zпет.

Ak sa na základe vyššie uvedených výpočtov ukáže, že hodnota požadovaného parametra nepresahuje jednu tretinu prípustnej hodnoty (pozri PUE), môžeme sa obmedziť na túto možnosť výpočtu. Inak sa merania jednosmerného prúdu vykonávajú pomocou zariadení ECO-200 alebo EKZ-01. Ak nie sú k dispozícii, je možné použiť metódu ampérmeter-voltmeter.

Všeobecný postup skúšania pomocou meracích prístrojov uvedených značiek:

• Riadené zariadenie je odpojené od siete.
• Testovaná slučka je napájaná krokovým transformátorom.
• Je potrebné úmyselne uzavrieť fázu na tele elektrického prijímača a potom zmerať hodnotu Zpetu, ktorá je výsledkom skratu.

Pri meraní metódou ampérmeter-voltmeter sa po pripojení napätia na regulovaný obvod a po usporiadaní obvodu stanoví prúd I a potenciál U. Prvá z týchto hodnôt by nemala prekročiť 10-20 Ampérov.

Výpočty a prezentácia výsledkov

Odpor testovanej slučky sa vypočíta podľa vzorca: Zpet = U / I. Hodnota získaná z výsledkov výpočtu sa sčítava s impedanciou jedného z 3 vinutí staničného transformátora rovného Rtr / 3.

Po dokončení lineárnych meraní v súlade s platnými normami by sa mali zdokumentovať. Na tento účel sa v súlade so stanovenou formou pripravujú protokoly o skúškach, v ktorých sa nevyhnutne zaznamenávajú tieto údaje:

• Typ trate, jej hlavné charakteristiky.
• Meracie zariadenie použité pri overovaní.
• Hodnoty vlastného prechodného odporu a vinutia staničného transformátora.
• Ich množstvo, ktoré je výsledkom meraní.

V súlade s hlavnými ustanoveniami PUE je frekvencia inšpekcií na silových obvodoch raz za 6 rokov. Pre výbušné predmety - raz za dva roky.

Výpočty tabuľky

Celková hodnota požadovanej hodnoty závisí od nasledujúcich faktorov:

• Parametre výkonového transformátora.
• Časti fázového a nulového vodiča vybrané počas navrhovania elektrickej siete.
• Odolnosť prechodných zlúčenín, vždy k dispozícii v akomkoľvek obvode.

Vodivosť použitých vodičov môže byť nastavená dokonca aj vo fáze projektovania energetického systému, ktorý za predpokladu, že je správne zvolený, zabráni mnohým problémom.

Podľa PUE musí tento indikátor zodpovedať najmenej polovici rovnakej hodnoty pre fázové vodiče. V prípade potreby sa môže zvýšiť na rovnakú hodnotu. Požiadavky kapitoly 1.7 PUE stanovujú tieto hodnoty a môžete sa s nimi zoznámiť v tabuľke 1.7.5, ktorá je uvedená v dodatku k Pravidlám. Podľa toho je zvolený najmenší prierez ochranných vodičov (v milimetroch štvorcových).

Po dokončení tabuľky tabuľky výpočtu fázovo nulovej slučky pokračujú k jej overeniu výpočtom skratového prúdu podľa vzorcov. Jeho vypočítaná hodnota sa potom porovná s praktickými výsledkami získanými skôr priamymi meraniami. Pri následnom výbere zariadení na ochranu pred skratom (najmä lineárnych ističov) je ich doba odozvy spojená s týmto parametrom.

V ktorých prípadoch sa vykonávajú merania

Meranie odporu úseku nulovej fázy je nevyhnutne organizované v nasledujúcich situáciách:

• pri uvedení do nepretržitej prevádzky nové, ešte nefungujúce energetické zariadenia;
• kedy bol smer ich implementácie prijatý od kontrolných energetických služieb;
• podľa aplikácie podnikov a organizácií pripojených k obsluhovanej elektrickej sieti.

Keď sa energetický systém uvedie do prevádzky, skúšobné merania odporu slučky sú súčasťou súboru opatrení prijatých na overenie jeho účinnosti. Druhý prípad súvisí s mimoriadnymi situáciami, ktoré sa často vyskytujú počas prevádzky silových obvodov. Žiadosť od určitých spotrebiteľov predložená podnikom alebo organizáciou môže prísť v prípade neuspokojivej ochrany zariadenia (napríklad na základe sťažností od konkrétnych používateľov).

Príklady výpočtov

Ako príklady takýchto meraní sa považujú dve metódy.

Účinok poklesu napätia v kontrolovanej časti výkonového obvodu

Pri opise tejto metódy je dôležité venovať pozornosť ťažkostiam pri jej praktickej implementácii. Je to preto, že na dosiahnutie konečného výsledku bude potrebných niekoľko krokov. Najprv budete musieť zmerať sieťové parametre v dvoch režimoch: s odpojeným a pripojeným zaťažením. V každom z týchto prípadov sa odpor meria odčítaním prúdu a napätia. Ďalej sa počíta podľa klasických vzorcov vyplývajúcich z Ohmovho zákona (Zп = U / I).

V čitateli tohto vzorca U predstavuje rozdiel medzi dvoma napätiami - keď je záťaž zapnutá a vypnutá (U1 a U2). Prúd sa berie do úvahy iba v prvom prípade. Na dosiahnutie správnych výsledkov musí byť rozdiel medzi U1 a U2 dostatočne veľký.

Impedancia zohľadňuje impedanciu cievky transformátora (sčítava sa s výsledkom).

Použitie nezávislého zdroja energie

Tento prístup spočíva v určení parametra, ktorý je predmetom záujmu odborníkov pomocou nezávislého zdroja napájacieho napätia. Pri jej vykonávaní musíte zvážiť nasledujúce dôležité body:

• Počas meraní je skratované primárne vinutie transformátora napájacej stanice.
• Z nezávislého zdroja sa napájacie napätie dodáva priamo do chybovej zóny.
• Fázový nulový odpor sa vypočíta podľa známeho vzorca Zп = U / I, kde: Zп je hodnota požadovaného parametra v Ohmoch, U je namerané skúšobné napätie vo voltoch, I je hodnota meraného prúdu v ampéroch.

Všetky uvažované metódy nepredstierajú absolútnu presnosť výsledkov získaných na základe ich výsledkov. Dávajú iba hrubý odhad impedancie fázovo nulovej slučky. Tento znak sa vysvetľuje nemožnosťou merania indukčných a kapacitných strát, ktoré sú vždy prítomné v silových obvodoch s distribuovanými parametrami v rámci navrhovaných metód. Ak je potrebné vziať do úvahy vektorovú povahu nameraných množstiev (najmä fázové posuny), bude potrebné vykonať špeciálne opravy.

V skutočných prevádzkových podmienkach silných spotrebiteľov sú hodnoty distribuovanej reaktancie také zanedbateľné, že sa za určitých podmienok nezohľadňujú.